▷ Amd vega

AMD Vega je názov najpokročilejšej grafickej architektúry AMD. Je to najnovší vývoj GCN, jeho GPU architektúry, ktorá nás sprevádzala od roku 2011. Tento vývoj GCN je doteraz najambicióznejšou spoločnosťou AMD.

Chcete sa dozvedieť viac o grafických kartách AMD VEGA a všetkých ich funkciách? V tomto príspevku preskúmame všetky kľúče k architektúre GCN a všetky tajomstvá, ktoré Vega skrýva.

Index obsahu

Zrod architektúry GCN a jej vývoj až do dosiahnutia Vega

Aby sme pochopili históriu AMD na trhu s grafickými kartami, musíme sa vrátiť do roku 2006, keď spoločnosť Sunnyvale prevzala spoločnosť ATI, druhého najväčšieho výrobcu grafických kariet na svete, ktorý bol v podnikaní už roky. Bojujte s Nvidiou, vedúcou spoločnosťou v odvetví. Spoločnosť AMD kúpila všetku technológiu a duševné vlastníctvo spoločnosti ATI v transakcii v hodnote 4, 3 miliárd dolárov v hotovosti a 58 miliónov dolárov v akciách v celkovej výške 5, 4 miliárd dolárov, čím dokončila akciu 25. októbra, 2006.

V tom čase ATI vyvíjala svoju prvú architektúru GPU založenú na použití zjednotených shaderov. Dovtedy všetky grafické karty obsahovali rôzne tieňovacie prvky vo vnútri na spracovanie vo vrchole a tieňovaní. S príchodom DirectX 10 boli podporované zjednotené shadery, čo znamená, že všetky shadery v GPU môžu pracovať nezávisle na vrcholoch a odtieňoch.

TeraScale bola architektúra, ktorú ATI navrhovala s podporou zjednotených shaderov. Prvým komerčným produktom, ktorý využil túto architektúru, bola videokonektor Xbox 360, ktorého GPU, nazvaný Xenos, bol vyvinutý spoločnosťou AMD a bol oveľa vyspelejší, než aký sa mohol kedy pripojiť na PC. Vo svete počítačov priniesla TereaScale do života grafické karty zo série Radeon HD 2000, 3000, 4000, 5000 a 6000. Všetci z nich nepretržite robili malé zlepšenia, aby zlepšovali svoje schopnosti, keď postupovali vo výrobných procesoch, od 90 nm do 40 nm.

Roky plynuli a architektúra TeraScale bola v porovnaní s Nvidiou zastaraná. Výkonnosť TeraScale vo videohrách bola stále veľmi dobrá, ale v porovnaní s Nvidiou mala veľkú slabinu, bola to nízka kapacita pre prácu s počítačom pomocou GPGPU. AMD pochopila, že je potrebné navrhnúť novú grafickú architektúru, schopnú bojovať s Nvidiou tak v hrách, ako aj v oblasti výpočtovej techniky, čo je stále dôležitejšia časť.

Odporúčame prečítať si naše najlepšie návody na hardvér a súčasti počítača:

• História AMD, procesory a grafické karty zeleného obra

GCN je grafická architektúra navrhnutá AMD od základov, aby nahradila TeraScale ATI

Graphics Core Next je názov pre prvú grafickú architektúru navrhnutú spoločnosťou AMD na 100%, hoci logicky všetko zdedené od ATI bolo kľúčom k umožneniu jeho rozvoja. Graphics Core Next je oveľa viac než len architektúra, táto koncepcia predstavuje kódový názov pre rad grafických mikroarchitektúr a sadu pokynov. Prvý produkt založený na GCN dorazil na konci roku 2011, Radeon HD 7970, ktorý všetkým svojim používateľom priniesol také dobré výsledky.

GCN je mikroarchitektúra RISC SIMD, ktorá kontrastuje s architektúrou VLIW SIMD TeraScale. Nevýhodou GCN je, že vyžaduje oveľa viac tranzistorov ako TeraScale, ale na oplátku ponúka oveľa väčšie možnosti na výpočet GPGPU, zjednodušuje prekladač a lepšie využíva zdroje. To všetko robí z GCN architektúru jednoznačne lepšiu ako TeraScale a oveľa lepšie pripravenú na prispôsobenie sa novým požiadavkám trhu. Prvým grafickým jadrom založeným na GCN bolo Tahiti, ktoré oživilo Radeon HD 7970. Tahiti bol postavený pomocou 28nm procesu, čo predstavuje obrovský skok v energetickej účinnosti v porovnaní so 40nm pre najnovšie grafické jadro založené na TeraScale, Cayman GPU Radeon HD 6970.

Architektúra GCN sa potom mierne vyvíjala v priebehu niekoľkých generácií grafických kariet radu Radeon HD 7000, HD 8000, R 200, R 300, RX 400, RX 500 a RX Vega. Zariadenie Radeon RX 400s začalo s výrobným procesom o 14 nm, čo spoločnosti GCN umožnilo urobiť nový krok v oblasti energetickej účinnosti. Architektúra GCN sa používa aj v grafickom jadre APU PlayStation 4 a Xbox One, súčasných konzolách pre videohry od spoločností Sony a Microsoft, ktoré ponúkajú vynikajúci výkon za svoju cenu.

Architektúra GCN je vnútorne usporiadaná do tzv. Výpočtových jednotiek (CU), ktoré sú základnými funkčnými jednotkami tejto architektúry. AMD navrhuje GPU s väčším alebo menším počtom výpočtových jednotiek na vytváranie rôznych rozsahov grafických kariet. Na druhej strane je možné deaktivovať výpočtové jednotky v každej z týchto GPU a vytvárať rôzne rozsahy grafických kariet založených na rovnakom čipe. To nám umožňuje využívať kremík, ktorý prišiel z výrobného procesu s problémami v niektorých výpočtových jednotkách, je to niečo, čo sa v priemysle robí už mnoho rokov. Vega 64 GPU má vo vnútri 64 výpočtových jednotiek a je najvýkonnejším GPU, ktorý doteraz vyrábala spoločnosť AMD.

Každá výpočtová jednotka kombinuje 64 tieňovacích procesorov alebo tieňov so 4 TMU vo vnútri. Výpočtová jednotka je oddelená od procesorových výstupných jednotiek (ROP), ale je nimi poháňaná. Každá výpočtová jednotka sa skladá z plánovacej jednotky CU, pobočky a správy, 4 jednotiek SIMD vektora, 4 súborov 64GiB VGPR, 1 skalárnej jednotky, súboru GPR 4 KiB, miestnej dátovej kvóty 64 kBi, 4 jednotiek filtra filtra textúry, 16 jednotiek na načítanie / ukladanie textúry a vyrovnávaciu pamäť L1 s veľkosťou 16 kB.

AMD Vega je najambicióznejšou evolúciou spoločnosti GCN

Rozdiely medzi rôznymi generáciami architektúry GCN sú pomerne minimálne a navzájom sa príliš nelíšia. Výnimkou je piata generácia architektúry GCN s názvom Vega, ktorá výrazne upravila shadery s cieľom zlepšiť výkon za cyklus. AMD začala vydávať podrobnosti o AMD Vega v januári 2017, čo spôsobilo vysoké očakávania od prvých okamihov. AMD Vega zvyšuje počet inštrukcií za hodinu, dosahuje vyššie rýchlosti hodín, ponúka podporu pre pamäť HBM2 a väčší priestor pamäte. Všetky tieto funkcie vám umožňujú výrazne zlepšiť výkon v porovnaní s predchádzajúcimi generáciami, aspoň na papieri.

Medzi architektonické vylepšenia patria aj nové hardvérové ​​programátory, nový primitívny urýchľovač odhadzovania, nový ovládač displeja a aktualizovaný UVD, ktorý dokáže dekódovať HEVC pri rozlíšení 4 K pri 60 i snímkach za sekundu v 10-bitovej kvalite na farebný kanál.,

Výpočtové jednotky sú výrazne upravené

Vývojový tím AMD Vega pod vedením Raja Koduri upravil základnú rovinu výpočtovej jednotky tak, aby sa dosiahli oveľa agresívnejšie frekvenčné ciele. V predchádzajúcich architektúrach GCN bola prítomnosť spojení určitej dĺžky prijateľná, pretože signály mohli prejsť celú vzdialenosť v jedinom cykle hodín. Niektoré z týchto potrubí sa museli s Vegou skrátiť, aby ich signály mohli prechádzať v rozsahu hodinových cyklov, ktoré sú v Vege oveľa kratšie. Výpočtové jednotky AMD Vega sa stali známe ako NCU, ktoré sa dajú preložiť ako výpočtová jednotka novej generácie. K skráteniu dĺžky potrubia AMD Vega boli pridané úpravy v logike prehľadávania a dekódovania inštrukcií, ktoré boli rekonštruované, aby sa splnili ciele kratších časov vykonávania v tejto generácii grafických kariet.

Na dátovej ceste dekompresie textúry vyrovnávacej pamäte L1 vývojový tím pridal do potrubia ďalšie kroky na zníženie množstva práce vykonanej v každom hodinovom cykle, aby sa splnili ciele týkajúce sa zvýšenia prevádzkovej frekvencie. Pridávanie fáz je bežným prostriedkom na zlepšenie frekvenčnej tolerancie dizajnu.

Rapid Packet Math

Ďalšou dôležitou novinkou AMD Vega je to, že podporuje súčasné spracovanie dvoch operácií s menšou presnosťou (FP16) namiesto jednej s väčšou presnosťou (FP32). Toto je technológia nazývaná Rapid Packet Math. Rapid Packet Math je jednou z najpokročilejších funkcií v AMD Vega a v predchádzajúcich verziách GCN sa nenachádza. Táto technológia umožňuje efektívnejšie využitie výpočtovej sily GPU, čo zvyšuje jej výkon. PlayStation 4 Pro je zariadenie, ktoré má z Rapid Packet Math najväčší úžitok, a to pomocou jednej zo svojich hviezdnych hier Horizon Zero Dawn.

Horizon Zero Dawn je vynikajúcou ukážkou toho, čo Rapid Packet Math môže priniesť. Táto hra využíva túto pokročilou technológiu na spracovanie všetkého, čo súvisí s trávou, čím šetrí zdroje, ktoré môžu vývojári použiť na zlepšenie grafickej kvality ďalších prvkov hry. Horizon Zero Dawn od prvého okamihu pôsobil na svoju ohromujúcu grafickú kvalitu do tej miery, že je impozantné, že takáto umelecká sekcia môže ponúknuť konzolu len za 400 EUR. Bohužiaľ, Rapid Packet Math sa doteraz v PC hrách nepoužíva, z väčšej časti viny za to je to, že ide o exkluzívnu vlastnosť Vega, pretože vývojári nechcú investovať zdroje do niečoho, z čoho bude môcť využívať len veľmi málo používateľov.,

Primitívne shadery

AMD Vega tiež pridáva podporu pre novú technológiu Primitive Shaders, ktorá poskytuje flexibilnejšie spracovanie geometrie a nahrádza vrcholové a geometrické shadery v renderovacej rúrke. Cieľom tejto technológie je vylúčiť neviditeľné vrcholy zo scény, aby ich GPU nemusel vypočítať, čím sa zníži úroveň zaťaženia grafickej karty a zlepší sa výkon videohry. Bohužiaľ, toto je technológia, ktorá vyžaduje veľa práce zo strany vývojárov, aby ju mohli využívať a zistí situáciu veľmi podobnú situácii Rapid Packet Math.

AMD mala v úmysle implementovať primitívne shadery na úrovni vodiča, čo by tejto technológii umožnilo magickú prácu a bez toho, aby vývojári museli robiť čokoľvek. Toto znelo veľmi pekne, ale nakoniec to nebolo možné kvôli nemožnosti jeho implementácie v DirectX 12 a zvyšku súčasných API. Primitívne Shadery sú stále k dispozícii, ale musia byť to vývojári, ktorí investujú zdroje na ich implementáciu.

ACE a asynchrónne shadery

Ak hovoríme o AMD a jeho architektúre GCN, musíme hovoriť o asynchrónnych Shaderoch, o termíne, o ktorom sa hovorilo už dávno, ale o ktorom sa už takmer nič nehovorí. Asynchrónne Shadery označujú asynchrónne výpočty, je to technológia, ktorú navrhla AMD na zníženie deficitu, ktorý jej spôsobujú jej grafické karty s geometriou.

Grafické karty AMD založené na architektúre GCN zahŕňajú ACE (Asynchronous Compute Engine), tieto jednotky sa skladajú z hardvéru zameraného na asynchrónne výpočty, je to hardvér, ktorý zaberá miesto na čipe a spotrebúva energiu, takže jeho Implementácia nie je rozmarom, ale nevyhnutnosťou. Dôvodom existencie ACE je nízka účinnosť GCN, pokiaľ ide o rozdelenie pracovného zaťaženia medzi rôzne výpočtové jednotky a jadrá, ktoré ich tvoria, čo znamená, že veľa jadier je bez práce, a preto sú zbytočné, hoci zostávajú spotreba energie. ACE má na starosti prácu v týchto jadrách, ktoré zostali nezamestnané, aby ich bolo možné použiť.

Geometria sa zlepšila v architektúre AMD Vega, aj keď v tomto ohľade stále zaostáva za architektúrou Pasvid Nvidia. Zlá účinnosť GCN s geometriou je jedným z dôvodov, prečo väčšie čipy AMD od nich neprinášajú očakávaný výsledok, pretože architektúra GCN sa stáva s geometriou neefektívnejšou, keď sa čip zväčšuje. a zahŕňajú väčší počet výpočtových jednotiek. Zlepšenie geometrie je jednou z kľúčových úloh AMD s novými grafickými architektúrami.

HBCC a HBM2 pamäť

Súčasťou architektúry AMD Vega je aj kontrolér vyrovnávacej pamäte s vysokou šírkou pásma (HBCC), ktorý sa nenachádza v grafických jadrách APU Raven Ridge. Tento ovládač HBCC umožňuje efektívnejšie využitie pamäte HBM2 grafických kariet založených na Vega. Okrem toho umožňuje GPU prístup k DDR4 RAM systému, ak dôjde k vyčerpaniu pamäte HBM2. HBCC umožňuje, aby sa tento prístup vykonával oveľa rýchlejšie a efektívnejšie, čo má za následok menšiu stratu výkonu v porovnaní s predchádzajúcimi generáciami.

HBM2 je najpokrokovejšia pamäťová technológia pre grafické karty, je to druhá generácia pamäte s veľkou šírkou pásma. Technológia HBM2 ukladá na seba rôzne pamäťové čipy, čím vytvára balík s extrémne vysokou hustotou. Tieto naskladané čipy navzájom komunikujú prostredníctvom prepojovacej zbernice, ktorej rozhranie môže dosiahnuť 4 096 bitov.

Vďaka týmto vlastnostiam ponúka pamäť HBM2 oveľa väčšiu šírku pásma, ako je možné pri pamätiach GDDR, okrem toho, že to robí s oveľa menšou spotrebou napätia a energie. Ďalšou výhodou pamätí HBM2 je, že sú umiestnené veľmi blízko GPU, čo šetrí miesto na DPS grafickej karty a zjednodušuje jej dizajn.

Zlá časť pamätí HBM2 je v tom, že sú oveľa drahšie ako GDDR a oveľa ťažšie sa používajú. Tieto spomienky komunikujú s GPU prostredníctvom vkladača, prvku, ktorý je dosť drahý na výrobu, a ktorý zvyšuje konečnú cenu grafickej karty. V dôsledku toho je výroba grafických kariet založených na pamäti HBM2 oveľa nákladnejšia ako výroba grafických kariet založených na pamäti GDDR.

Táto vysoká cena pamäte HBM2 a jej implementácia, ako aj nižší výkon, ako sa očakávalo, boli hlavnými príčinami zlyhania spoločnosti AMD Vega na trhu s hrami. AMD Vega nedokázala prekonať GeForce GTX 1080 Ti, kartu založenú na architektúre Pascal takmer o dva roky staršia.

Aktuálne grafické karty založené na AMD Vega

Aktuálne grafické karty AMD pod architektúrou Vega sú Radeon RX Vega 56 a Radeon RX Vega 64. V nasledujúcej tabuľke sú uvedené všetky najdôležitejšie funkcie týchto nových grafických kariet.

Aktuálne grafické karty AMD Vega
Grafická karta	Vypočítajte jednotky / shadery	Frekvencia základných / turbo hodín	Množstvo pamäte	Rozhranie pamäte	Typ pamäte	Šírka pásma pamäte	TDP
AMD Radeon RX Vega 56	56/354	1156/1471 MHz	8 GB	2 048 bitov	HBM2	410 GB / s	210W
AMD Radeon RX Vega 64	64 / 4, 096	1247/1546 MHz	8 GB	2 048 bitov	HBM2	483, 8 GB / s	295W

AMD Radeon RX Vega 64 je najsilnejšou grafickou kartou od spoločnosti AMD pre herný trh. Táto karta je založená na kremíku Vega 10, zloženom zo 64 počítačových jednotiek, ktoré sa prekladajú do 4 096 shaderov, 256 TMU a 64 ROP. Toto grafické jadro je schopné pracovať pri taktovacej frekvencii až 1546 MHz s TDP 295W.

Grafické jadro je sprevádzané dvoma zásobníkmi HBM2, ktoré spolu dosahujú celkom 8 GB s 4 096 bitovým rozhraním a šírkou pásma 483, 8 GB / s. Je to grafická karta s veľmi veľkým jadrom, najväčšia, akú kedy spoločnosť AMD vyrobila, ale ktorá nie je schopná fungovať na úrovni jadra GeForce GTX 1080 Ti Pascal GP102, okrem spotreby energie a výroby oveľa viac tepla. Zdá sa, že táto neschopnosť AMD bojovať s Nvidiou objasňuje, že architektúra GCN potrebuje oveľa väčší vývoj, aby udržala krok s grafickými kartami spoločnosti Nvidia.

Budúcnosť AMD Vega prechádza 7 nm

AMD sa chystá vdýchnuť novému životu svojej architektúre AMD Vega prechodom na výrobný proces 7 nm, čo by malo znamenať výrazné zlepšenie energetickej účinnosti oproti súčasným návrhom o 14 nm. AMD Vega pri 7 nm sa zatiaľ nedostane na herný trh, ale zameria sa na sektor umelej inteligencie, ktorý presúva veľké množstvo peňazí. Konkrétne podrobnosti o AMD Vega o 7 nm nie sú zatiaľ známe, zlepšenie energetickej účinnosti sa môže použiť na udržanie výkonnosti súčasných kariet, ale s oveľa menšou spotrebou energie, alebo na zvýšenie účinnosti nových kariet pomocou rovnaká spotreba ako tá súčasná.

Prvými kartami, ktoré budú používať AMD Vega o 7:00, bude Radeon Instinct. Vega 20 je prvý AMD GPU vyrábaný pri 7 nm, je to grafické jadro, ktoré ponúka dvojnásobnú hustotu tranzistorov v porovnaní so súčasným kremíkom Vega 10. Veľkosť čipu Vega 20 je približne 360 ​​mm2, čo predstavuje zníženie plocha povrchu 70% v porovnaní s Vega 10, ktorá má veľkosť 510 mm2. Tento prielom umožňuje spoločnosti AMD ponúknuť nové grafické jadro s 20% rýchlejšou rýchlosťou hodín a zvýšením energetickej účinnosti približne o 40%. Vega 20 má výkon 20, 9 TFLOP, čo z neho robí najvýkonnejšie grafické jadro, ktoré bolo doteraz ohlásené, a to dokonca viac ako jadro Volta V100 od spoločnosti Nvidia, ktoré ponúka 15, 7 TFLOP, hoci sa toto vyrába pri 12 nm, čo AMD v tomto ohľade jednoznačne zvýhodňuje.

Týmto končí náš príspevok na AMD Vega. Nezabudnite, že tento príspevok môžete zdieľať so svojimi priateľmi na sociálnych sieťach. Pomôžete nám tak šíriť ho a pomôcť tak ďalším používateľom, ktorí ho potrebujú. Komentár tiež môžete zanechať, ak nám chcete niečo pridať alebo nechať odkaz na našom hardvérovom fóre.